复杂河道环境内水流冲击桥墩的数值模拟——以广安五福桥为例

摘要

广安市拟在西溪河原拱桥上游修建行车桥改善城市交通,桥梁拟建于河道弯顶处,拟建位置上下游涉水建筑物较多,汛期时桥墩周围水动力环境较为复杂.为研究汛期时弯道处桥墩受水流冲击的规律,以FLOW-3D水动力学数值模拟软件为研究工具对固定工况中水流冲击圆柱形桥墩的过程进行数值模拟.将河道模型拆分为简单模型进行模拟,发现模拟计算结果与经验公式结果较为吻合,在该基础上进行数值模拟,结果表明:河道中景观闸与拱桥间为水流急变区,可能对河床及桥墩底部造成冲刷;拟建桥区水流对桥墩的冲击压力时程变化呈现不规律脉动,主频范围为0～0.02 Hz;凹岸桥墩所受水流冲击力明显大于凸岸,随着流量增大,凹岸桥墩受力方向与顺河向的正夹角增大,凸岸桥墩受力与顺河向的负夹角减小.